一、 城市軌道交通工程結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　(一) 地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)與施工方法

　　1、 地鐵車(chē)站形式分類(lèi)：按站臺(tái)形式分島式站臺(tái)、側(cè)式站臺(tái)和島側(cè)混合式站臺(tái);

　　2、 施工方法：明挖法、蓋挖法、噴錨暗挖法;

　　3、 明挖法：首先確定基坑安全等級(jí)，然后根據(jù)等級(jí)選用基坑支護(hù)結(jié)構(gòu);

　　4、 蓋挖法

　　(1) 蓋挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小，可盡快恢復(fù)路面，但水平施工縫的處理較為困難;

　　(2) 蓋挖法分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法及蓋挖半逆作法;

　　5、 噴錨暗挖法

　　(1) 分為新奧法和淺埋暗挖法;

　　(2) 新奧法：以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，要求初期支護(hù)有一定柔度;

　　(3) 淺埋暗挖法：管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè);不允許帶水作業(yè);要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性(預(yù)加固和預(yù)處理);

　　6、 明挖法主要采用矩形框架結(jié)構(gòu)或拱形結(jié)構(gòu);蓋挖法多采用矩形結(jié)構(gòu);噴錨暗挖可采用單拱式車(chē)站、雙拱式車(chē)站和三拱式車(chē)站;

　　(二) 地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)與施工方法

　　1、 施工方法：明挖法、噴錨暗挖法、盾構(gòu)法;

　　2、 明挖法

　　(1) 結(jié)構(gòu)通常采用矩形斷面，一般為整體澆筑或裝配式結(jié)構(gòu);分整體式襯砌結(jié)構(gòu)和裝配式襯砌結(jié)構(gòu)，裝配式整體性較差，對(duì)于有特殊要求的地段要慎用;

　　3、 噴錨暗挖法

　　(1) 一般采用拱形結(jié)構(gòu)，斷面形式為單拱、雙拱和多跨連拱;

　　(2) 襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型為復(fù)合式襯砌，這種結(jié)構(gòu)由初期支護(hù)、防水隔離層和二次襯砌組成;

　　(3) 在干燥無(wú)水的堅(jiān)硬圍巖中，也可采用單層的噴錨支護(hù)(不做防水和二次襯砌);在防水要求不高，圍巖有一定的自穩(wěn)能力時(shí)，也可采用單層的模筑混凝土襯砌(不做初期支護(hù)和防水層)，又稱(chēng)整體式襯砌;

　　4、 盾構(gòu)法

　　(1) 襯砌有預(yù)制裝配式襯砌、預(yù)制裝配式襯砌與模筑鋼筋混凝土整體式襯砌相結(jié)合的雙層襯砌以及擠壓混凝土整體式襯砌三種;

　　(2) 預(yù)制裝配式襯砌管片間連接分剛性連接和柔性連接;常用柔性連接，方法有單排螺栓連接、銷(xiāo)釘連接及無(wú)連接件等;

　　(3) 雙層襯砌主要用在輸水隧洞工程和含有腐蝕性地下水的地層中;

　　(4) 擠壓混凝土整體式襯砌一次成型，無(wú)須注漿，但需要較多的施工設(shè)備;

　　5、 噴錨暗挖法分普通噴錨暗挖法、新奧法和淺埋暗挖法

　　(1) 新奧法適用于穩(wěn)定地層;

　　(2) 淺埋暗挖法主要針對(duì)埋置深度較淺，松散不穩(wěn)定的土層和軟弱破碎巖層施工面而形成的;與新奧法相比更強(qiáng)調(diào)地層的預(yù)支護(hù)和預(yù)加固;常用的預(yù)加固和預(yù)支護(hù)有小導(dǎo)管超前預(yù)注漿、開(kāi)挖面超前深孔注漿及管棚超前支護(hù);

　　(3) 淺埋暗挖法總原則是預(yù)支護(hù)、預(yù)加固一段，開(kāi)挖一段;開(kāi)挖一段，支護(hù)一段;支護(hù)一段，封閉成環(huán)一段;通過(guò)監(jiān)測(cè)確認(rèn)達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行二次襯砌的混凝土灌注工作;

　　(4) 二次襯砌施作時(shí)機(jī)需通過(guò)監(jiān)控量測(cè)來(lái)指導(dǎo);拱頂下沉是控制穩(wěn)定較直觀的和可靠的判斷依據(jù);

　　(三)輕軌交通高架橋梁結(jié)構(gòu)

　　1、墩臺(tái)分倒梯形墩墩、T形橋墩、雙柱式橋墩和Y形橋墩;

　　2、上部結(jié)構(gòu)采用最多的是連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、系桿拱;

　　(四)軌道結(jié)構(gòu)

　　1、軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和適量彈性，應(yīng)保證列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、安全，并應(yīng)滿足減振、降噪;

　　2、標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435;軌道盡端應(yīng)設(shè)置車(chē)擋，能承受15碼撞擊荷載;

　　3、一般減振軌道結(jié)構(gòu)可采用無(wú)縫線路、彈性分開(kāi)式扣件和整體道床或碎石道床;特殊的還有加軌道減振器扣件或彈性短枕式整體道床和浮置板整體道床;

　　二、明挖法施工

　　(一)地下工程降排水

　　1、常用的降水方法有：集水明排、輕井降水、噴射井點(diǎn)、管井;

　　2、集水明排：適用于降水深度小于等于2米的，排水明溝布置距建筑0.4米以上，距邊坡0.3米以上，底面比土面低0.3~0.4米，集水井比溝底低0.5米以上;與市政管網(wǎng)連接口應(yīng)設(shè)置沉淀池;

　　3、輕型(真空)井點(diǎn)降水

　　(1)降水深度在12米以下;宜用金屬管，井管距坑壁不應(yīng)小于1.0~1.5米;

　　(2)當(dāng)基坑寬度小于6米且降水深度小于6米時(shí)，可采用單排井點(diǎn);

　　4、真空井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)(降水深度20米以下)可選用清水或泥漿鉆進(jìn)、高壓水套管沖擊工藝(鉆孔法、沖孔法或射水法)，對(duì)不易塌孔的也可用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔，成孔深度宜大于設(shè)計(jì)深度0.5~1米;宜用中粗砂做濾料，上方用黏土封堵;

　　5、隔(截)水帷幕

　　(1)可選用旋噴法或擺噴注漿帷幕、水泥土攪拌樁帷幕、地下連續(xù)墻或咬合式排樁;

　　(2)隔水帷幕深入降水含水層隔水底板中時(shí)(落底式帷幕)，降水井設(shè)置在坑內(nèi);

　　(3)隔水帷幕位于承壓水含水層頂板中，降水井應(yīng)布置在坑外(放坑內(nèi)多了封井問(wèn)題);

　　(4)隔水帷幕位于承壓水含水層中，應(yīng)把降水井設(shè)置在坑內(nèi);

　　(二)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與邊坡防護(hù)

　　1、基坑圍護(hù)應(yīng)用較多的有排樁、地下連續(xù)墻、重力式擋墻、土釘墻;

　　2、排樁

　　(1)分型鋼樁、預(yù)制混凝土板樁、鋼板樁、鋼管樁、灌注樁和SMW工法樁;

　　(2)型鋼樁噪聲較大，且必須配合降水;

　　(3)預(yù)制混凝土板樁有矩形、T形、工字形和口字形，矩形應(yīng)用較多;施工困難、擠土嚴(yán)重;

　　(4)鋼板樁與鋼管樁：鋼板樁隔水效果好，最大開(kāi)挖深度在7~8米，鋼管樁更深，但施工更難，鎖口止水難以保證，需有防水措施相配合;

　　(5)鉆孔灌注樁一般用機(jī)械成孔，多用螺旋鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等;砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C25;

　　(6)SMW工法樁宜采用42.5級(jí)以上普通硅酸鹽水泥，內(nèi)插型鋼有密插型，插二跳一型和插一跳一型;

　　3、重力式水泥土擋墻：28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不宜小于0.8Mpa;混凝土強(qiáng)度不宜低于C15;

　　4、地連墻

　　(1)挖槽方式可分為抓斗式、沖擊式和回轉(zhuǎn)式;

　　(2)宜采用圓形鎖口管接頭、波紋管接頭、楔形接頭、工字鋼接頭或混凝土預(yù)制接頭等柔性接頭;

　　(3)當(dāng)?shù)剡B墻作為主體地下結(jié)構(gòu)外墻時(shí)，宜采用剛性接頭，一字形或十字形穿孔網(wǎng)板接頭，鋼筋承插式接頭等;

　　5、支撐結(jié)構(gòu)類(lèi)型

　　(1)內(nèi)支撐有鋼撐、鋼管撐、鋼筋混凝土撐及鋼與混凝土的混合支撐等;外拉錨有拉錨和土錨兩種形式;

　　(2)必須堅(jiān)持先支撐后開(kāi)挖的原則;

　　6、邊坡防護(hù)

　　(1)邊坡影響因素：未按坡度開(kāi)挖;坡頂堆載;降水不力;暴露過(guò)長(zhǎng);未及時(shí)刷坡或反挖;

　　(2)放坡應(yīng)以控制分級(jí)坡高和坡度為主，優(yōu)先采用坡率法控制邊坡的高度和坡度;

　　(3)分級(jí)放坡過(guò)渡平臺(tái)對(duì)巖石邊坡不于0.5米，對(duì)土質(zhì)邊坡不小于1米;

　　(4)防護(hù)措施：護(hù)面;坡頂禁加載;開(kāi)挖過(guò)程隨挖隨刷;暴露時(shí)間長(zhǎng)采取護(hù)坡措施(疊放砂包或土袋、水泥抹面、掛網(wǎng)噴漿或混凝土、錨桿噴射混凝土護(hù)面、塑料膜或土工織物覆蓋坡面);

　　(三)基槽土方開(kāi)挖及基坑變形控制

　　1、發(fā)生下列異常時(shí)停止開(kāi)挖

　　(1)變形達(dá)限值或位移速率持續(xù)增長(zhǎng);

　　(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力超設(shè)計(jì)值或突然增大;

　　(3)滲漏、流土、管涌;

　　(4)基底明顯異常;

　　(5)圍護(hù)結(jié)構(gòu)異響;邊坡或圍護(hù)出現(xiàn)失穩(wěn)征兆;周邊建筑變形過(guò)大或已開(kāi)裂;

　　2、基坑變形特征：土地變形;圍護(hù)墻體水平變形、豎向變位;坑底隆起;地表沉降;

　　3、基坑變形控制：增加圍護(hù)、支撐剛度;增加圍護(hù)入土深度;加固基坑內(nèi)被動(dòng)土體;減小開(kāi)挖尺寸和支撐時(shí)間;控制降水;

　　4、坑底穩(wěn)定控制：加深圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度;坑底土體加固;坑內(nèi)井點(diǎn)降水;適時(shí)施作底板;

　　(四)地基加固處理方法

　　1、基坑加固的目的主要有：提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向力;減少?lài)�護(hù)結(jié)構(gòu)位移，保護(hù)建筑物及管線;防止隆起;防止坑底土體滲流破壞;彌補(bǔ)圍護(hù)墻體插入深度不足等;

　　2、基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固形式主要有墩式加固、裙邊加固、抽條加固、格柵式加固和滿堂加固;

　　3、常用方法有注漿法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法等

　　4、注漿法分為滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿和電動(dòng)化學(xué)注漿四類(lèi);注漿檢驗(yàn)在28天后進(jìn)行;

　　5、水泥土攪拌法：可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌;當(dāng)?shù)叵滤�的含水量小�?0%(黃土25%)時(shí)，不宜用粉體攪拌法;3天內(nèi)采用輕型動(dòng)力觸控檢查均勻性，7天后采用淺部開(kāi)挖樁頭檢查均勻性;

　　6、高壓噴射注漿法：根據(jù)試驗(yàn)效果確定適用程度，有旋噴、定噴、擺噴三種;單管法和雙管法的高壓泥漿及三管法的高壓水壓力應(yīng)大于20Mpa;注漿材料宜為42.5級(jí)以上普通硅酸鹽水泥;

　　三、盾構(gòu)法施工

　　(一)盾構(gòu)機(jī)選型要點(diǎn)

　　1、基本原則：適用性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性;

　　2、盾構(gòu)分密閉式和敞開(kāi)式兩種，密閉式又分土壓式和泥水式，敞開(kāi)式分手掘式、半機(jī)械開(kāi)挖式和機(jī)載挖掘式;

　　3、采用敞開(kāi)式盾構(gòu)多同時(shí)采用壓氣、注漿等輔助工法;

　　(二)盾構(gòu)施工條件與現(xiàn)場(chǎng)布置

　　1、盾構(gòu)由切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾組成;

　　2、適用條件：足夠埋深，1D以上;有修建始發(fā)、接收井位置;與其它構(gòu)建物水平1米，豎向1.5米以上距離;除硬巖外相對(duì)較均勻地質(zhì)條件;經(jīng)濟(jì)角度講300米以上;

　　3、工作井需降水的，應(yīng)有降水系統(tǒng)(水泵房);氣壓法盾構(gòu)要有空壓機(jī)房;泥水平衡盾構(gòu)要有泥漿處理系統(tǒng)、泥漿池;土壓平衡盾構(gòu)要有電機(jī)車(chē)電瓶充電間;

　　(三)盾構(gòu)施工階段劃分及始發(fā)與接收技術(shù)

　　1、施工一般分為始發(fā)、正常掘進(jìn)和接收三個(gè)階段;

　　2、始發(fā)分為洞口土體加固段掘進(jìn)、初始掘進(jìn)兩個(gè)階段;

　　3、洞口加固的目的

　　(1)拆除工作井洞口圍護(hù)時(shí)，確保洞口穩(wěn)定，防止地下水流入;

　　(2)防止盾構(gòu)周?chē)�地下水及土砂進(jìn)入工作井

　　(3)防止地層變形對(duì)構(gòu)筑物及管線造成破壞;

　　4、加固方法有注漿法、高壓噴射攪拌法和凍結(jié)法;

　　5、決定初始掘進(jìn)長(zhǎng)度的因素：襯砌與周?chē)�地層的摩擦阻�?后續(xù)臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度;

　　6、初始掘進(jìn)的任務(wù)：收集掘進(jìn)數(shù)據(jù)及地層變形量測(cè)數(shù)據(jù)，判斷土壓(泥水壓)、注漿量、注漿壓力等設(shè)定值是否適當(dāng);把握方向控制特性;

　　(四)盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)

　　1、控制四要素：開(kāi)挖控制、一次襯砌、線形控制、注漿;

　　2、開(kāi)挖控制

　　(1)土壓式盾構(gòu)以土壓和塑流化改良控制為主，輔以排土量、盾構(gòu)參數(shù)控制;泥水式盾構(gòu)以泥水壓和泥漿性能控制為主，輔以排土量控制;

　　(2)在細(xì)顆粒含量低于30%或砂卵石地層，必須加泥或泡沫等改良材料，以提高塑性流動(dòng)性和止水性，稱(chēng)為塑料流化改良，一般使用有礦物系(膨潤(rùn)土泥漿)、界面活性劑系(泡沫)、高吸水性樹(shù)脂系和水溶性高分子系四類(lèi);

　　(3)掌握塑流性狀態(tài)：根據(jù)排土性狀、土砂輸送效率、盾構(gòu)機(jī)械荷載;

　　(4)泥水式盾構(gòu)泥漿性能控制：比重、黏度、PH值、過(guò)濾特性和含砂率;

　　(5)排出量控制：土壓式盾構(gòu)分為重量控制與容積控制;泥水式盾構(gòu)分為容積控制和干砂量控制;

　　3、管片控制

　　(1)管片環(huán)從盾尾脫出后，到注漿體硬化到某種程度過(guò)程中，多采用真圓保持裝置;

　　(2)盾構(gòu)糾偏應(yīng)及時(shí)連續(xù)，過(guò)大的偏斜不能采取一次糾偏的方法，糾偏時(shí)不得損壞管片，并保證后一環(huán)的拼裝;

　　4、注漿控制

　　(1)注漿目的是及早讓襯砌環(huán)安定、防止地層變形、形成有效防水層;

　　(2)一次注漿分為同步注漿、即時(shí)注漿和后方注漿三種方式;

　　(3)二次注漿是以彌補(bǔ)一次注漿缺陷為目的，補(bǔ)充一次注漿未填充部分、補(bǔ)充漿體收縮引起的體積變小、防止地層松弛;

　　(4)注漿控制分為壓力控制和注漿量控制;

　　5、線形控制

　　(五)盾構(gòu)法施工地層變形控制措施

　　1、近接施工管理：制定專(zhuān)項(xiàng)方案;施工過(guò)程監(jiān)測(cè)反饋指導(dǎo)施工;

　　2、盾構(gòu)掘進(jìn)地層變形控制措施

　　(1)前期沉降控制：關(guān)鍵是保持地下水壓;

　　(2)開(kāi)挖面前沉降(隆起)控制：主要措施是土壓(泥水壓)管理;實(shí)現(xiàn)平衡;

　　(3)通過(guò)時(shí)沉降(隆起)控制：控制好盾構(gòu)姿態(tài);注漿減阻措施;

　　(4)尾部空隙沉降(隆起)控制：采用適宜的襯砌前后注漿措施;

　　(5)后續(xù)沉降控制：減小地層擾動(dòng);地層內(nèi)注漿;

　　3、既有結(jié)構(gòu)保護(hù)措施

　　(1)盾構(gòu)隧道周?chē)�地層加固：注漿加固、高壓噴射攪拌;

　　(2)既有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地層加固：同上

　　(3)隔斷盾構(gòu)掘進(jìn)地層應(yīng)力與變形：施作隔斷樁，高壓旋噴樁、鋼管樁、柱樁、連續(xù)墻等形式;